（課標(biāo)通用）高考物理二輪復(fù)習(xí) 選擇題提分技巧 熱點(diǎn)5 天體運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星問(wèn)題（含解析）-人教版高三全冊(cè)物理試題

熱點(diǎn)5天體運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星問(wèn)題(建議用時(shí)：20分鐘)1(2019·安徽六校教育研究會(huì)聯(lián)考)如圖所示，已知地球表面赤道上的重力加速度為g，地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，引力常量為G.地球的一顆同步通信衛(wèi)星最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為2.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為2.地球自轉(zhuǎn)不能忽略，則下列說(shuō)法正確的是()A地球的質(zhì)量為B自轉(zhuǎn)周期變化前地球同步通信衛(wèi)星的高度為RC前后兩次同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為D前后兩次同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為C解析 若考慮地球自轉(zhuǎn)，則>mg，解得M>，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；連接衛(wèi)星和地心，由幾何關(guān)系可知，衛(wèi)星離地面的高度為hR，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力定律有()2rm，可知 ，由幾何關(guān)系可知r1，r2，其中R為地球半徑，聯(lián)立解得，選項(xiàng)C正確；由解得v，則，選項(xiàng)D錯(cuò)誤2(2019·陜西寶雞模擬)2019年1月12日，我國(guó)以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第26、第27顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，拉開(kāi)2019年將發(fā)射16顆北斗衛(wèi)星的序幕北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道有三種：地球靜止軌道(高度35 809 km)、傾斜地球同步軌道(高度35 809 km)、中圓地球軌道(高度21 607 km)，如圖所示下列說(shuō)法正確的是()A中圓軌道衛(wèi)星的周期一定比靜止軌道衛(wèi)星的周期長(zhǎng)B中圓軌道衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力一定比靜止軌道衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力大C傾斜同步軌道衛(wèi)星始終位于地球表面某點(diǎn)的正上方D傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時(shí)間經(jīng)過(guò)同一地區(qū)的正上方D解析 中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比地球靜止同步軌道半徑小，做圓周運(yùn)動(dòng)的周期短，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于不知道中圓軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量，無(wú)法比較二者與地球之間的萬(wàn)有引力大小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；地球靜止軌道衛(wèi)星始終位于地球表面某點(diǎn)的正上方，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；傾斜同步軌道衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，都是24小時(shí)，所以?xún)A斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時(shí)間經(jīng)過(guò)同一地區(qū)的正上方，選項(xiàng)D正確3(2019·四川涼山第三次診斷)發(fā)射高度較高的探測(cè)衛(wèi)星時(shí)，需要經(jīng)過(guò)多次變軌，如圖所示，先把衛(wèi)星發(fā)射至近地軌道，、是兩次變軌后的橢圓軌道，軌道、均相切于O點(diǎn)，Q、P分別為軌道、的遠(yuǎn)地點(diǎn)，則()A衛(wèi)星從地面發(fā)射到軌道的過(guò)程中，一直處于失重狀態(tài)B衛(wèi)星從軌道的O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程中，萬(wàn)有引力一直做負(fù)功C衛(wèi)星在軌道運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能大于在軌道運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能D衛(wèi)星在軌道運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道運(yùn)動(dòng)的周期B解析 衛(wèi)星從地面發(fā)射到軌道的過(guò)程中，一直加速，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；衛(wèi)星從軌道的O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的過(guò)程中，萬(wàn)有引力與速度方向夾角為鈍角，萬(wàn)有引力做負(fù)功，選項(xiàng)B正確；衛(wèi)星從軌道變軌到的過(guò)程中，需要加速離心，機(jī)械能變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由可知T3>T1，選項(xiàng)D錯(cuò)誤4(2020·黑龍江牡丹江一中開(kāi)學(xué)考試)2018年5月21日，我國(guó)發(fā)射人類(lèi)首顆月球中繼衛(wèi)星“鵲橋”，6月14日進(jìn)入使命軌道地月拉格朗日L2軌道，為在月球背面著陸的嫦娥四號(hào)與地球站之間提供通信鏈路.12月8日，我國(guó)成功發(fā)射嫦娥四號(hào)探測(cè)器，并于2019年1月3日成功著陸于月球背面，通過(guò)中繼衛(wèi)星“鵲橋”傳回了月背影像圖，解開(kāi)了古老月背的神秘面紗如圖所示，“鵲橋”中繼星處于L2 點(diǎn)上時(shí)，會(huì)和月、地兩個(gè)大天體保持相對(duì)靜止的狀態(tài)設(shè)地球的質(zhì)量為月球的k倍，地月間距為L(zhǎng)，拉格朗日L2點(diǎn)與月球間距為d，地球、月球和“鵲橋”均視為質(zhì)點(diǎn)，忽略太陽(yáng)對(duì)“鵲橋”中繼星的引力則“鵲橋”中繼星處于L2點(diǎn)上時(shí)，下列選項(xiàng)正確的是()A“鵲橋”與月球的線(xiàn)速度之比為 v鵲v月B“鵲橋”與月球的向心加速度之比為a鵲a月LLdCk，L，d之間在關(guān)系為Dk，L，d之間在關(guān)系為C解析 “鵲橋”與月球繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度相同，則根據(jù)vr可知，“鵲橋”與月球的線(xiàn)速度之比為v鵲v月(Ld)L，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)a2r可知，“鵲橋”與月球的向心加速度之比為a鵲a月(Ld)L，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；對(duì)“鵲橋”做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于地球和月球的萬(wàn)有引力之和，則GGma鵲，對(duì)月球有GM月a月，聯(lián)立解得，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤5(2019·福建廈門(mén)湖濱中學(xué)段測(cè))某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”與地球上的第一宇宙速度之比為()A21 B12 C14 D41A解析 設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，由m，可知地球上的第一宇宙速度v地，同理可得，行星上的第一宇宙速度v行2，所以v行v地21，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤6(2019·云南昆明一中月考)(多選)宇航員駕駛宇宙飛船到達(dá)某行星表面，在離該行星表面高度為h處，將一小球以大小為v0的初速度水平拋出，小球的水平射程為x.已知該行星的半徑為R，引力常量為G.則下列判斷正確的是()A該行星的質(zhì)量為B該行星的密度為C該行星的第一宇宙速度為D該行星表面的重力加速度為AD解析 由hgt2，xv0t，聯(lián)立解得g，由mg，可得M，選項(xiàng)A、D正確；該行星的體積為VR3，由得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該行星的第一宇宙速度大小為v1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤7(2019·江西新余二模)(多選)18世紀(jì)，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂，哲學(xué)家伏爾泰曾經(jīng)設(shè)想“穿透”地球；假設(shè)能夠沿著地球兩極連線(xiàn)開(kāi)鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個(gè)人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，(已知此人的質(zhì)量m50 kg；地球表面處重力加速度取g10 m/s2；地球半徑R6.4×106 m；假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體均勻球殼對(duì)殼內(nèi)任一點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)合引力為零)則下列說(shuō)法正確的是()A人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于重力發(fā)生變化，故機(jī)械能不守恒B人在下落過(guò)程中，受到的萬(wàn)有引力與到地心的距離成正比C人從北極開(kāi)始下落，到剛好經(jīng)過(guò)地心的過(guò)程，萬(wàn)有引力對(duì)人做功W3.2×109 JD當(dāng)人下落經(jīng)過(guò)距地心R瞬間，人的瞬時(shí)速度大小為4×103 m/sBD解析 人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于只有重力做功，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；與球心的距離為r時(shí)，萬(wàn)有引力為FGGrr，故選項(xiàng)B正確；人從北極開(kāi)始下落，直到經(jīng)過(guò)地心的過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)人做功W·R其中mg，聯(lián)立解得WmgR×50×10×6.4×106 J1.6×109 J，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；人從下落到距地心過(guò)程，萬(wàn)有引力的平均值為×50×10 N375 N，根據(jù)動(dòng)能定理，有·mv2，解得v m/s4×103 m/s，故選項(xiàng)D正確8(2019·江蘇鎮(zhèn)江調(diào)研)(多選)如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星關(guān)于a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是()A地球?qū)、c兩星的萬(wàn)有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c兩星不受重力B周期關(guān)系為T(mén)aTc>TbC線(xiàn)速度的大小關(guān)系為va<vc<vbD向心加速度的大小關(guān)系為aa>ab>acBC解析 衛(wèi)星b、c所受的重力恰好提供向心力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤地球同步衛(wèi)星的周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同，故TaTc，對(duì)衛(wèi)星有Gm2r，得T2，r越大T越大，故Tc>Tb，選項(xiàng)B正確由vr可知，vc>va，對(duì)衛(wèi)星有Gm，v，故vb>vc，選項(xiàng)C正確由a2r可知，ac>aa，選項(xiàng)D錯(cuò)誤